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Oocyte formation by mitotically active germ cells purified from ovaries of reproductive-age women

唐唐添加于 2012-2-29 21:08 | 3254 次阅读 | 0 个评论

作者
White YAR, Woods DC, Takai Y, Ishihara O, Seki H, Tilly JL
摘要
Germline stem cells that produce oocytes in vitro and fertilization-competent eggs in vivo have been identified in and isolated from adult mouse ovaries. Here we describe and validate a fluorescence-activated cell sorting-based protocol that can be used with adult mouse ovaries and human ovarian cortical tissue to purify rare mitotically active cells that have a gene expression profile that is consistent with primitive germ cells. Once established in vitro, these cells can be expanded for months and can spontaneously generate 35- to 50-μm oocytes, as determined by morphology, gene expression and haploid (1n) status. Injection of the human germline cells, engineered to stably express GFP, into human ovarian cortical biopsies leads to formation of follicles containing GFP-positive oocytes 1–2 weeks after xenotransplantation into immunodeficient female mice. Thus, ovaries of reproductive-age women, similar to adult mice, possess rare mitotically active germ cells that can be propagated in vitro as well as generate oocytes in vitro and in vivo.
详细资料
- 文献种类:期刊
- 期刊名称: Nature Medicine
- 期刊缩写: Nat Med
- 期卷页: 2012年
- ISBN: 1078-8956
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人类卵巢中首次发现生殖干细胞

这个表达了GFP的卵母细胞源自于OSCs。

图片来源：Vincent Center for Reproductive Biology, Massachusetts General Hospital

男人只要活着便能够生成可供使用的精子，但大多数教科书上都写着，雌性哺乳动物生下来便携带了全部的卵细胞或卵母细胞，一生都不会变。然而从2004年开始，美国波士顿市马萨诸塞州综合医院的生殖生物学家Jonathan Tilly便试图挑战这一传统观点，提出在小鼠中——甚至还有人类——必定会有一种不间断的新的卵子资源。

如今，Tilly和同事报告说，他们从成年女性的卵巢组织中分离出一些罕见的细胞，这些细胞能够在实验室中生长并最终形成不成熟的卵母细胞。这些潜在的卵干细胞有助于科学家开发出新的途径，从而帮助恢复那些经历了癌症治疗或是早绝经的女性的生育能力。但是对于可再生卵子的争论却远远没有结束。

从上世纪50年代开始，生殖生物学家便认为，卵子的形成在哺乳动物胎儿发育到一半便告结束。例如，一个女婴在出生时大约携带了40万枚卵母细胞。从青春期开始，这些卵母细胞便以每个月经周期1000枚的速度成熟（每个周期中只有一枚成熟卵子会从输卵管中排出）。一旦卵母细胞供应匮乏，绝经便开始了。但是2004年，Tilly和同事发表的数据挑战了这一观念。他们发现，在小鼠中，为了保持卵子的供给，有太多的卵母细胞在每个月经周期中死掉。他们提出，新的卵子——据推测可能源自一种未经确认的干细胞——一定来自于别处。其他研究人员并不把他们的结论放在心上，认为其高估了卵母细胞死亡的比例。

然而2009年，Tilly的成熟动物能够产生新的卵母细胞的想法从中国科学家那里得到了佐证。上海交通大学的生物学家吴际和同事报告说，他们从成熟的小鼠卵巢中分离出“雌性生殖干细胞”。

但是类似的卵干细胞是否存在于人体卵巢中，或细胞在正常的生育和繁殖中起到了什么作用尚没有搞清。在2月26日发表于《自然—医学》杂志上的一篇论文中，Tilly及其同事报告说，他们改进了吴际的细胞采集方法，并在人体卵巢组织中找到了类似的细胞。Tilly的同事、日本琦玉县医学中心的Yasushi Takai采集了6位进行变性手术的女性的卵巢组织。这些女性健康且年轻——年龄介于22岁至33岁，并且全部同意用她们的组织进行相关研究。

这些被Tilly称为卵原细胞干细胞（OSCs）的细胞极为罕见——大约每1万枚卵巢细胞中只有一枚。OSCs在实验室中生长迅速，并且在某些条件下能够自然形成在外观和分子结构上类似于卵母细胞的细胞。为了搞清这种细胞在卵巢中的表现，研究人员将经过遗传改造的OSCs和绿色荧光蛋白质（GFP）注入一片捐赠的人体卵巢组织中，并将其移植到一只小鼠的表皮下。当研究人员在一到两周后观察这些移植体时，他们发现了在中心具有未成熟卵泡——这里通常是用来发育受精卵的卵巢结构——的绿色卵母细胞。

找到吴际所分离的细胞的人类版本让人“非常兴奋”，在英国爱丁堡大学从事卵母细胞发育研究的Evelyn Telfer说道。美国堪萨斯大学医学中心的David Albertini则表示：“作为一名卵子生物学家，这让我像充了电一样。”（来源：中国科学报赵路）